F5 DNS를 사용하여 StorageGRID 전역 로드 밸런싱을 구현하세요.
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스티브 고먼(F5) 작성
이 기술 보고서는 NetApp StorageGRID F5 DNS 서비스와 함께 구성하여 글로벌 로드 밸런싱을 구현하는 방법에 대한 자세한 지침을 제공합니다. 이를 통해 여러 사이트 및/또는 HA 그룹에 분산된 스토리지 그리드 환경에서 데이터 가용성 향상, 데이터 일관성 강화, S3 트랜잭션 라우팅 최적화가 가능합니다.
소개
이전에는 BIG-IP GTM(Global Traffic Manager) 또는 GSLB(Global Server Load Balancing)로 불렸던 F5 BIG-IP DNS 솔루션은 여러 액티브-액티브 HA 그룹과 액티브-액티브 멀티사이트 StorageGRID 솔루션 간의 원활한 액세스를 효과적으로 구현할 수 있도록 지원합니다.
F5 BIG-IP 멀티사이트 StorageGRID 구성
지원할 StorageGRID 사이트 수와 관계없이 최소 2개의 BIG-IP 어플라이언스(물리적 또는 가상)에 BIG-IP DNS 모듈이 활성화 및 설정되어 있어야 합니다. DNS 어플라이언스가 많을수록 기업은 더욱 높은 수준의 이중화를 확보할 수 있습니다.
BIG-IP DNS - 초기 설정의 첫 단계
BIG-IP 어플라이언스의 초기 프로비저닝이 완료되면 웹 브라우저를 사용하여 TMUI(BIG-IP GUI) 인터페이스에 로그인하고 시스템 → 리소스 프로비저닝을 선택하십시오. 앞서 강조한 바와 같이, "글로벌 트래픽(DNS)" 모듈에 체크 표시가 되어 있고 라이선스가 부여된 것으로 표시되는지 확인하십시오. 참고로 이미지에서처럼 "로컬 트래픽(LTM)"은 동일한 어플라이언스에 프로비저닝되는 경우가 흔합니다.
DNS 프로토콜 기본 요소 구성
StorageGRID 사이트의 글로벌 트래픽 관리를 위한 첫 번째 단계는 DNS 탭을 선택하는 것입니다. 여기에서 거의 모든 글로벌 트래픽 스티어링이 구성되며, 설정→GLSB를 선택합니다. 두 가지 동기화 옵션을 활성화하고 참여하는 BIG-IP 어플라이언스 간에 공유될 DNS 그룹 이름을 선택하십시오.
다음으로, DNS > 배달 > 프로필 > DNS: 생성으로 이동하여 활성화 또는 비활성화하려는 DNS 기능을 관리할 프로필을 생성합니다. 특정 DNS 로그 생성에 관심이 있다면 이전 링크의 DNS 교육 가이드를 참조하세요. 다음은 정상적으로 작동하는 DNS 프로필의 예입니다. 중요한 값을 나타내는 네 가지 강조 표시를 확인하십시오. 참고를 위해 각 설정에 대한 설명은 다음 F5 KB(지식 기반) 문서에서 확인할 수 있습니다. "여기".
이 단계에서는 생성된 "프로필"을 통해 UDP 및 TCP 프로토콜의 특성을 조정할 수 있으며, 이 두 프로토콜 모두 BIG-IP와 관련된 DNS 트래픽을 처리할 수 있습니다. UDP와 TCP에 대해 각각 새로운 프로필을 하나씩 생성하기만 하면 됩니다. DNS 트래픽이 WAN 링크를 통과할 것이라고 가정할 때, WAN 환경에서 성능이 우수한 것으로 알려진 UDP 및 TCP 특성을 그대로 사용하는 것이 좋은 방법입니다. 각 프로토콜을 추가하려면 각 프로토콜 옆에 있는 "+" 아이콘을 클릭하고 상위 프로필을 다음과 같이 설정하십시오.
UDP → "상위" 프로필 "udp_gtm_dns" 사용
TCP → "상위" 프로필 "f5-tcp-wan" 사용
이제 BIG-IP DNS와 관련된 UDP 및 TCP 트래픽 모두에 IP 주소를 할당하기만 하면 됩니다. BIG-IP LTM에 익숙한 사람이라면 이것이 기본적으로 DNS 가상 서버를 생성하는 것이며, 가상 서버에는 "수신" IP 주소가 필요하다는 것을 알 것입니다. 스크린샷과 같이 화살표를 따라 DNS/UDP 및 DNS/TCP용 리스너/가상 서버를 생성하세요.
다음은 실제 BIG-IP DNS의 예시입니다. 여기에서 TCP 가상 서버 리스너 설정을 볼 수 있으며, 이 설정이 앞서 설명한 여러 단계와 어떻게 연결되는지 확인할 수 있습니다. 여기에는 DNS 프로필 및 프로토콜(TCP) 프로필을 참조하는 것과 DNS에서 사용할 유효한 IP 주소를 구성하는 것이 포함됩니다. BIG-IP로 생성하는 모든 객체와 마찬가지로, 예시로 제시된 dns/siteb/TCP53과 같이 객체가 무엇인지 명확하게 식별할 수 있는 의미 있는 이름을 사용하는 것이 좋습니다.
이것으로 DNS 모듈이 활성화된 BIG-IP 어플라이언스의 초기 설정 단계(일반적으로 한 번만 수행)가 완료되었습니다. 이제 저희는 어플라이언스를 사용하여 글로벌 트래픽 관리 솔루션을 설정하는 구체적인 단계로 넘어갈 준비가 되었습니다. 이 솔루션은 물론 StorageGRID 사이트의 특성과 연동될 것입니다.
데이터 센터 사이트 구축 및 BIG-IP 간 통신 설정 4단계
1단계: 데이터 센터 구축
BIG-IP LTM을 통해 로컬 로드 밸런싱을 받을 노드 클러스터를 호스팅할 각 사이트는 BIG-IP DNS에 입력해야 합니다. 이 작업은 하나의 BIG-IP DNS 서버에서만 수행하면 됩니다. 트래픽 관리를 지원하기 위해 DNS 동기화 그룹을 생성할 예정이며, 이 구성은 그룹의 DNS 구성원들 간에 공유됩니다.
TMUI GUI를 통해 DNS > GSLB > 데이터 센터 > 데이터 센터 목록을 선택하고 각 StorageGRID 사이트에 대한 항목을 생성합니다. 그림 1과 같이 네트워크 설정을 사용하는 경우, StorageGRID 사이트가 아닌 다른 사이트에 DNS 어플라이언스가 있다면 스토리지 사이트 외에 해당 사이트에 대한 데이터 센터를 추가하십시오. 이 예시에서는 사이트 a와 b가 오하이오와 오리건에 생성되었으며, BIG-IP는 듀얼 DNS 및 LTM 어플라이언스입니다.
2단계: 서버 생성 (솔루션에 포함된 모든 BIG-IP 어플라이언스 목록)
이제 각 StorageGRID 사이트 클러스터를 BIG-IP DNS 설정에 연결할 준비가 되었습니다. 앞서 언급했듯이, 각 사이트의 BIG-IP 어플라이언스는 "프런트엔드"에서 접근 가능한 IP 주소/포트를 "백엔드" IP 주소/포트를 사용하는 스토리지 노드 어플라이언스 "풀" 세트에 연결하는 가상 서버 구성을 통해 S3 트래픽의 실제 로드 밸런싱을 수행합니다.
예를 들어, 풀에 있는 모든 스토리지 노드가 사이트 폐쇄와 같은 관리상의 이유로 또는 예상치 못한 실시간 상태 점검 실패로 인해 오프라인 상태가 될 경우, DNS 쿼리 응답을 변경하여 트래픽을 다른 사이트로 리디렉션합니다.
StorageGrid 사이트, 특히 로컬 가상 서버를 각 어플라이언스의 BIG-IP DNS 구성에 연결하려면 설정을 한 번만 수행하면 됩니다. 향후 단계에서 BIG-IP DNS 어플라이언스 전체 그룹의 설정이 동기화될 예정입니다.
간단히 말해, DNS, LTM 또는 DNS와 LTM 모두에 대한 라이선스를 보유한 모든 BIG-IP 어플라이언스의 목록(서버 목록이라고 함)을 생성할 것입니다. 이 마스터 목록은 목록 작성이 완료되면 모든 BIG-IP DNS 어플라이언스와 동기화됩니다.
BIG-IP DNS 라이선스가 있는 어플라이언스에서 DNS > GSLB > 서버 > 서버 목록을 선택하고 추가 버튼(+)을 선택합니다.
각 BIG-IP를 추가할 때 고려해야 할 네 가지 핵심 요소는 다음과 같습니다. * 제품 드롭다운 메뉴에서 BIG-IP를 선택합니다. 다른 로드 밸런서도 사용할 수 있지만, 일반적으로 각 사이트의 백엔드 노드 상태가 악화될 때 실시간 가시성과 대응력이 부족합니다. * BIG-IP DNS 어플라이언스의 IP 주소를 추가하십시오. 일반적으로 BIG-IP DNS 어플라이언스를 처음 추가할 때는 현재 GUI에서 액세스하는 어플라이언스의 주소가 사용되며, 이후에는 솔루션에 포함된 다른 어플라이언스의 주소가 사용됩니다. * 상태 모니터를 선택할 때는 로드 밸런서를 추가할 때 BIG-IP 어플라이언스를 사용하는 경우 백엔드 StorageGRID 노드 상태를 고려하기 위해 항상 "BIG-IP"를 사용하십시오. * 선택적으로, 어플라이언스가 듀얼 DNS/LTM 어플라이언스인 경우 가상 서버 자동 검색을 요청할 수 있습니다.
일시적인 네트워크 문제나 네트워크 위치 간 방화벽 ACL 규칙과 같은 일부 상황에서는 이 단계에서 원격 어플라이언스를 추가할 때 가상 서버 검색에서 LTM이 구성된 원격 어플라이언스에 대한 항목이 표시되지 않을 수 있습니다. 이러한 경우, 새 어플라이언스("서버")를 추가한 후 아래와 같이 가상 서버를 수동으로 추가할 수 있습니다. BIG-IP DNS 전용 어플라이언스를 추가하는 경우 해당 장치에서 검색되거나 추가될 가상 서버는 없습니다.
BIG-IP DNS 어플라이언스, BIG-IP LTM 어플라이언스, 그리고 DNS와 LTM 장치 역할을 모두 수행하는 모든 어플라이언스를 포함하여 솔루션의 각 어플라이언스에 대해 모든 사이트에 이러한 서버 항목을 추가해야 합니다.
3단계: 모든 BIG-IP 장비 간의 신뢰 구축
다음 예시에서는 4개의 장비가 서버로 추가되었으며, 이 장비들은 두 개의 사이트에 분산되어 있습니다. 각 사이트에는 전용 BIG-IP DNS와 BIG-IP LTM이 있다는 점에 유의하십시오. 하지만 현재 로그인한 기기를 제외한 모든 기기의 "상태" 열에 파란색 아이콘이 표시되고 있습니다. 이는 다른 BIG-IP 장비들과 아직 신뢰 관계가 구축되지 않았음을 의미합니다.
신뢰 관계를 추가하려면 방금 GUI를 통해 구성 세부 정보를 입력한 BIG-IP에 SSH로 접속한 다음 "root" 계정을 사용하여 BIG-IP 명령줄 인터페이스에 액세스하십시오. 명령 프롬프트에서 다음 단일 명령을 입력하십시오: bigip_add
"bigip_add" 명령은 클러스터 내 GSLB 서버 간 암호화된 "iQuery" 채널 설정에 사용할 관리 인증서를 대상 BIGIP 장치에서 가져옵니다. iQuery는 기본적으로 TCP 포트 4353을 사용하여 실행되며, BOG-IP DNS 구성원이 동기화된 상태를 유지할 수 있도록 하는 하트비트 역할을 합니다. 암호화 채널에서 XML과 gzip을 사용합니다. 옵션 없이 "bigip_add"를 실행하면 현재 사용자 이름을 사용하여 GSLB 서버 목록에 있는 모든 BIGIP 장치에 대해 명령이 실행되고 엔드포인트에 연결됩니다. 성공 여부를 빠르게 확인하려면 BIG-IP GUI로 돌아가서 표시되는 드롭다운 메뉴에 모든 서버의 인증서가 나열되어 있는지 확인하십시오.
4단계: 모든 BIG-IP DNS 어플라이언스를 DNS 그룹과 동기화합니다.
마지막 단계에서는 단일 장치의 TMUI GUI를 사용하여 모든 BIG-IP DNS 어플라이언스를 완벽하게 구성할 수 있게 됩니다. 예를 들어 StorageGRID 사이트가 두 개인 경우, 이제 SSH를 사용하여 다른 사이트의 BIG-IP DNS 명령줄에 접속해야 합니다. 루트 권한으로 접속한 후, 방화벽 정책/ACL에서 두 BIG-IP DNS 장치가 TCP 포트 22(SSH), 443(HTTPS) 및 4354(F5 iQuery 프로토콜)에서 통신할 수 있도록 허용했는지 확인하고, 명령 프롬프트에서 다음 명령어를 실행하십시오. gtm_add <이전에 모든 GUI 단계를 수행했던 첫 번째 사이트 BIG-IP DNS의 IP 주소>
이 시점부터 모든 추가 DNS 구성 작업은 그룹에 추가된 모든 BIG-IP DNS 어플라이언스에서 수행할 수 있습니다. 위의 명령인 gtm_add는 LTM 전용 어플라이언스 멤버에는 적용할 필요가 없습니다. DNS를 지원하는 장비만 동기화된 DNS 그룹에 포함되기 위해 이 명령이 필요합니다.
데이터 센터 사이트 구축 및 BIG-IP 간 통신 설정
이 시점에서 기본 BIG-IP DNS 어플라이언스 그룹을 정상적으로 생성하는 모든 단계가 완료되었습니다. 이제 각 StorageGRID 데이터센터에서 제공되는 분산 웹/S3 서비스를 가리키는 이름(FQDN)을 생성하는 작업을 진행할 수 있습니다.
이러한 이름은 "와이드 IP" 또는 줄여서 WIP라고 하며, DNS A 리소스 레코드가 있는 일반 DNS FQDN입니다. 하지만 기존의 A 리소스 레코드처럼 서버를 직접 가리키는 대신, 내부적으로 BIG-IP 가상 서버 풀을 가리킵니다. 각 풀은 개별적으로 하나 이상의 가상 서버 세트로 구성될 수 있습니다. S3 클라이언트가 이름 확인을 위해 IP 주소를 요청하면 정책에 따라 선택된 최적의 StorageGRID 사이트에 있는 S3 가상 서버의 주소를 받게 됩니다.
와이드 IP, IP 풀 및 가상 서버에 대한 간략한 설명
간단하고 가상의 예를 들자면, *storage.quantumvault.com*이라는 이름에 대한 WIP(작업 진행 중) 프로젝트에서는 BIG-IP DNS 솔루션이 두 개의 잠재적 가상 서버 풀과 연결될 수 있습니다. 첫 번째 그룹은 북미 지역의 4개 사이트로 구성될 수 있고, 두 번째 그룹은 유럽 지역의 3개 사이트로 구성될 수 있습니다.
선택된 풀은 다양한 정책적 결정을 통해 도출될 수 있으며, 예를 들어 5:1의 간단한 비율을 사용하여 대부분의 트래픽을 북미 StorageGRID 사이트로 보낼 수 있습니다. 아마도 토폴로지 기반의 선택이 더 가능성이 높을 것입니다. 예를 들어, 유럽에서 발생하는 모든 S3 트래픽은 유럽 사이트로, 나머지 세계의 S3 트래픽은 북미 데이터 센터로 전달되도록 풀을 선택하는 방식입니다.
BIG-IP DNS에서 풀을 찾았다고 가정해 보겠습니다. 북미 풀이 선택되었다고 하면, storage.quantumvault.com을 확인하기 위해 반환되는 실제 DNS A 리소스 레코드는 북미 4개 사이트에 있는 BIG-IP LTM에서 지원하는 4개의 가상 서버 중 하나가 될 수 있습니다. 다시 말해, 어떤 방식을 선택할지는 정책에 따라 결정됩니다. 라운드 로빈과 같은 간단한 "정적" 접근 방식이 있는 반면, 각 사이트의 로컬 DNS 리졸버에서 지연 시간을 측정하는 성능 프로브와 같은 고급 "동적" 선택 방식이 유지 관리되고 사이트 선택 기준으로 사용됩니다.
BIG-IP DNS에서 가상 서버 풀을 설정하려면 DNS > GSLB > 풀 > 풀 목록 > 추가(+) 메뉴 경로를 따르십시오. 이 예시에서는 다양한 북미 가상 서버가 풀에 추가되고, 이 풀이 선택될 경우 계층형 로드 밸런싱 방식이 선호되는 것을 볼 수 있습니다.
DNS에서 확인될 서비스 이름인 WIP(Wide IP)를 배포에 추가하려면 DNS > GSLB > Wide IPs > Wide IP List > Create (+) 경로를 따릅니다. 다음 예시에서는 S3 지원 스토리지 서비스의 개발 중인 예시를 제공합니다.
글로벌 트래픽 관리를 지원하도록 DNS를 조정합니다.
현재 모든 기본 BIG-IP 어플라이언스가 GSLB(글로벌 서버 로드 밸런싱)를 수행할 준비가 되었습니다. 솔루션을 활용하려면 S3 트래픽 흐름에 사용되는 이름을 조정하고 할당하기만 하면 됩니다. 일반적인 접근 방식은 기업의 기존 DNS 도메인 일부를 BIG-IP DNS의 제어에 위임하는 것입니다. 즉, 네임스페이스의 일부, 즉 서브도메인을 "분리"하고 이 서브도메인의 제어권을 BIG-IP DNS 어플라이언스에 위임하는 것입니다. 기술적으로 이는 BIG-IP DNS 어플라이언스가 엔터프라이즈 DNS에 A DNS 리소스 레코드(RR)를 갖도록 한 다음 이러한 이름/주소를 위임된 도메인에 대한 네임 서버(NS) DNS 리소스 레코드로 만듦으로써 수행됩니다.
오늘날 기업들이 DNS를 관리하는 방법은 다양하며, 그중 하나가 완전 호스팅 솔루션입니다. 예를 들어 Windows Server 2025를 통해 DNS를 운영하고 관리하는 것이 이에 해당합니다. 또 다른 접근 방식으로는 기업이 AWS Route53 또는 Squarespace와 같은 클라우드 DNS 제공업체를 활용하는 것이 있습니다.
이해를 돕기 위한 가상의 예시를 들어보겠습니다. 저희는 AWS Route53에서 관리하는 기존 도메인(예시 도메인: f5demo.net)을 통해 S3 프로토콜로 객체 읽기/쓰기를 지원하는 StorageGRID 사용하고 있습니다.
글로벌 트래픽 관리를 위해 engineering.f5demo.net 서브도메인을 BIG-IP DNS 어플라이언스에 할당하고자 합니다. 이를 위해 engineering.f5demo.net에 대한 새로운 NS(네임 서버) 리소스 레코드를 생성하고 해당 레코드를 BIG-IP DNS 어플라이언스 이름 목록으로 지정합니다. 예시에서 우리는 두 대의 BIG-IP DNS 어플라이언스를 보유하고 있으므로, 각각에 대해 두 개의 A 리소스 레코드를 생성합니다.
이제 예시로 BIG-IP DNS에 Wide IP(WIP)를 설정해 보겠습니다. DNS는 그룹 동기화를 사용하므로 하나의 어플라이언스 GUI에서만 조정하면 됩니다. BIG-IP DNS GUI에서 *DNS > GSLB > Wide IPs > Wide IP List (+)*로 이동합니다. 기존 DNS FQDN 설정에서는 하나 이상의 IPv4 주소를 입력해야 하지만, 저희의 경우에는 하나 이상의 StorageGRID 가상 서버 풀을 가리키기만 하면 됩니다.
예시에서 우리는 오하이오와 오리건 두 지역에 일반 웹 HTTPS 서버를 두고 있습니다. 간단한 "라운드 로빈" 방식을 사용하면 글로벌 DNS가 두 가상 서버 IP 모두를 사용하여 _www.wip.engineering.f5demo.net_에 대한 A 리소스 레코드 매핑 쿼리에 응답하는 것을 확인할 수 있습니다.
간단한 테스트는 웹 브라우저를 사용하거나, StorageGRID 사용하는 S3의 경우 S3Browser와 같은 그래픽 도구를 사용하여 수행할 수 있습니다. DNS 쿼리가 실행될 때마다, 해당 풀에서 라운드 로빈 방식을 선택했기 때문에 다음 트래픽의 대상으로 사용되는 데이터 센터 사이트가 선택됩니다.
예시 설정에서 dig 또는 nslookup을 사용하여 두 개의 DNS 쿼리를 신속하게 생성하고 BIG-IP DNS가 실제로 라운드 로빈 로드 밸런싱을 수행하여 두 사이트 모두 시간에 따라 트래픽을 수신하는지 확인할 수 있습니다.
보다 고급 기술에 대한 탐색을 제안합니다.
가능한 접근 방식 중 하나는 위에서 제시한 단순한 "라운드 로빈" 예시 대신 "전역 가용성" 모드를 사용하는 것입니다. 글로벌 가용성을 사용하면 풀의 순차적 순서 또는 단일 풀 내의 가상 서버 순서에 따라 트래픽을 해당 풀로 전달할 수 있습니다. 이러한 방식으로 모든 S3 트래픽은 기본적으로 예를 들어 뉴욕시 사이트로 향하도록 설정될 수 있습니다.
상태 점검 결과 해당 사이트의 StorageGRID 노드 가용성에 문제가 있는 것으로 나타나면, 트래픽은 세인트루이스로 우회될 수 있습니다. 세인트루이스에서 건강 관련 문제가 발생할 경우, 프랑크푸르트에 있는 사이트가 S3 읽기 또는 쓰기 트랜잭션을 수신할 수 있습니다. 따라서 글로벌 가용성은 S3 StorageGRID 솔루션 전체의 복원력을 확보하는 한 가지 접근 방식입니다. 또 다른 접근 방식은 계층형 접근 방식을 사용하는 등 다양한 로드 밸런싱 방식을 혼합하여 사용하는 것입니다.
이 예시에서 "동적" 옵션은 구성된 풀에 있는 사이트에 대한 첫 번째 로드 밸런싱 선택 사항입니다. 예시에서 보여지는 것처럼, 로컬 DNS 리졸버 성능에 대한 능동적인 프로빙을 사용하는 지속적인 측정 접근 방식이 유지되며, 이는 사이트 선정의 촉매제가 됩니다. 이러한 접근 방식을 사용할 수 없는 경우, 각 부지에 할당된 비율에 따라 개별 부지를 선택할 수 있습니다. 비율에 따라 규모가 크고 대역폭이 높은 StorageGRID 사이트는 규모가 작은 사이트보다 더 많은 S3 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 마지막으로, 재해 복구 시나리오를 염두에 두고 풀에 있는 모든 사이트가 비정상 상태가 될 경우 지정된 대체 IP가 최후의 수단으로 사용됩니다. BIG-IP DNS의 흥미로운 로드 밸런싱 방법 중 하나는 "토폴로지"입니다. 이 방법은 DNS 쿼리의 수신 소스인 S3 사용자의 로컬 DNS 확인자를 관찰하고 인터넷 토폴로지 정보를 사용하여 풀에서 가장 "가까운" 사이트를 선택합니다.
마지막으로, 사이트가 전 세계에 걸쳐 있는 경우 F5 BIG-IP DNS 설명서에 자세히 설명된 동적 "프로브" 기술을 사용하는 것을 고려해 볼 만합니다. 프로브를 사용하면 빈번하게 발생하는 DNS 쿼리 소스를 모니터링할 수 있습니다. 예를 들어, 트래픽이 일반적으로 동일한 로컬 DNS 리졸버를 사용하는 기업 간 파트너를 생각해 볼 수 있습니다. BIG-IP DNS 프로브는 전 세계 각 사이트의 BIG-IP LTM에서 실행하여 S3 트랜잭션에 대해 가장 낮은 지연 시간을 제공할 가능성이 높은 사이트를 대략적으로 파악할 수 있습니다. 따라서 아시아 지역의 트래픽은 북미나 유럽에 위치한 StorageGRID 사이트보다 아시아에 위치한 사이트에서 더 효율적으로 처리될 수 있습니다.